DE2921055C2 - reactor - Google Patents

Description

Die mehrgängigen Schraubengänge können außer-The multi-start screw turns can also

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 dem in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die entweder zeichnet, daß die Halbrohre (9, 10) aller Rohrwen- mit einer eigenen Zu- und Abfuhr des He;*- oder Kühldeln den gleichen Durchflußquerschnitt aufweisen. mediums versehen sind oder parallel bzw. hintereinan-2. Device according to claim 1, characterized in that it is divided into several sections, either shows that the half-tubes (9, 10) of all Rohrwen- with their own supply and discharge of the He; * - or Kühldeln have the same flow cross-section. medium or parallel or one behind the other

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder der oder auch teilweise parallel und teilweise hinterein-2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ander an eine Versorgungsleitung für ein oder mehrere Rohrwendel in wenigstens zwei Abschnitte mit Zu- 30 Heiz-oder Kühlmedien angeschlossen sein.3. Device according to one of claims 1 or the or partially parallel and partially behind-2, characterized in that at least one other to a supply line for one or more Coiled tubing can be connected in at least two sections with additional heating or cooling media.

und Abfuhr des Kühl- bzw. Heizmediums unterteilt Auf diese Weise sind zahlreiche konstruktive Varian-and discharge of the cooling or heating medium. In this way, numerous design variations are possible.

^ist· ten möglich, mit denen die Möglichkeit besteht, sehr ^are · th possible with which the possibility exists, very

genau bestimmte Wärmedurchgangsverhältnisse durchprecisely defined heat transfer conditions

die Reaktorwand je nach lokalem Bedarf zu erzielento achieve the reactor wall depending on local needs

35 und damit optimale Reaktions- und Prozeßbedingungen und eine gleichmäßige Temperaturverteilung in axialer35 and thus optimal reaction and process conditions and a uniform temperature distribution in the axial direction

Die Erfindung betrifft einen Reaktor, insbesondere Richtung längs der Reaktorwand zu sichern, zur Durchführung von exothermen Reaktionen bei Durch das erfindungsgemäße Konzept besteht fernerThe invention relates to a reactor, in particular to secure the direction along the reactor wall, for carrying out exothermic reactions in the case of the concept according to the invention also exists

Großraumreaktoren mit einem Doppelmantel, einer die Möglichkeit, eine intensivere Abfuhr von Reaktions-Mischeinrichtung und einem Rückflußkühler, wobei der 40 wärme in solchen Bereichen zu realisieren, wo dies er-Doppelmantel aus einem Halbrohr aufgebaut ist, das am forderlich ist, beispielsweise in dem Bereich, wo die flüs-Außenmantel des Reaktors wendelförmig aufgewickelt sige und die gasförmige Phase an der Oberfläche des sowie teilweise mit diesem und teilweise untereinander Reaktionsgemischs miteinander in Kontakt kommen, verschweißt ist. Durch eine ausgiebige Kühlung kann in diesem BereichLarge capacity reactors with a double jacket, one with the possibility of a more intensive discharge of reaction mixing device and a reflux condenser, whereby the 40 heat can be realized in those areas where this he double jacket is built up from a half tube, which is most necessary, for example in the area , where the liquid outer jacket of the reactor is wound helically and the gaseous phase on the surface of the as well as partially come into contact with this and partially with each other reaction mixture, is welded. Extensive cooling can be used in this area

Eine derartige Vorrichtung ist dem Aufsatz von 45 z. B. die Schaumentstehung verringert und ein Eindrin-H. Honold »Gestaltung und Festigkeitsberechnung von gen in den Rückflußkühler verhindert werden. Wärmetauschern« in der Zeitschrift »Verfahrenstech- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus-Such a device is the essay of 45 z. B. the formation of foam is reduced and a penetration H. Honold »Design and strength calculation of genes in the reflux condenser can be prevented. Heat exchangers «in the journal» procedural engineering The invention is described below on the basis of an excerpt

nik« 1942, S. 77, 78 zu entnehmen. Durch die in Fig. 28 führungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dieser Literaturstelle dargestellte Ausführung wird eine Detailansicht eines Teils der Reaktorwand mit eizwar eine Verbesserung des Wärmeübergangs durch 50 nem aus einer Doppelgangschraube bestehenden Kühldie Reaktorwandung unter gleichzeitiger Verstärkung mantel im Querschnitt.nik «1942, pp. 77, 78 can be found. By the example in Fig. 28 explained in more detail. The drawing shows The embodiment shown in this reference is a detailed view of part of the reactor wall with an improvement in the heat transfer by cooling the reactor wall consisting of a double-turn screw with simultaneous reinforcement of the jacket in cross section.

der Spannungsaufnahmefähigkeit des Mantels erzielt. Die Zeichnung zeigt den Reaktormantel 7 und denthe stress absorption capacity of the jacket achieved. The drawing shows the reactor jacket 7 and the

Es kann aber keine variable Heiz- oder Kühlmöglichkeit darauf aufgeschweißten Kühlmantel 2. Der dargestellte bei chemischen Reaktionen erreicht werden. Kühlmantel 2 wird durch eine Doppelgangschraube ge-However, there can be no variable heating or cooling option welded onto it. The cooling jacket 2. The one shown can be achieved in chemical reactions. Cooling jacket 2 is driven by a double screw

Für das Aufschweißen von Rohrschlangen auf Reak- 55 bildet, die durch Aufbringen von Halbrohren 9 und 10 tionsgefäße gibt es eine Reihe von Vorschlägen, wobei von gleichem Durchflußquerschnitt entsteht. Das HaIb-Halbrohre oder auch Winkelprofile verwendet werden rohr 9 des ersten Gangs ist dabei mit seinen Längskan-(Buch »Chemische Betriebstechnik« von Wittenberger, ten an den Reaktormantel 7 angeschweißt, während das Springer-Verlag Wien, 1962, S. 193, 194; DE-AS Halbrohr 10 des zweiten Gangs an die Seitenflächen des 10 63 355; DE-OS 19 33 493; DE-PS 7 09 968). Diese 60 Halbrohrs 9 so angeschweißt ist, daß das Halbrohr tO Ausführungen haben aber alle den Nachteil, daß zwi- den Zwischenraum zwischen den Windungen des HaIbschen den Halbrohren Abstände zur Anbringung der rohrs 9 überbrückt. Der Reaktorköprer 1 ist ferner auf Schweißnähte erforderlich sind, die zu Wärmeunter- seiner Innenseite mit einer rostfreien Plattierung 8 verschieden und damit zu Spannungen führen. Außerdem sehen.For the welding of pipe coils on Reak-55, which are formed by attaching half-pipes 9 and 10 tion vessels there are a number of proposals, whereby the same flow cross-section arises. The half-pipe or angled profile pipe 9 of the first aisle is welded to the reactor jacket 7 with its longitudinal edges Springer-Verlag Vienna, 1962, pp. 193, 194; DE-AS half pipe 10 of the second gear to the side surfaces of the 10 63 355; DE-OS 19 33 493; DE-PS 7 09 968). This 60 half-pipe 9 is welded so that the half-pipe tO However, designs all have the disadvantage that between the space between the turns of the half-tube the half-tubes bridges distances for attaching the tube 9. The reactor body 1 is also on Welds are required, which lead to heat under its inside with a rustproof plating 8 different and thus to tension. Also see.

handelt es sich meist um schwierig anzubringende (,5 Die Anwendung von Halbrohren, die zur Ausbildung Schweißnähte. eines Kühlmantels bzw. Doppelmantels zu einer einfa-it is mostly difficult to attach (, 5 The use of half-tubes that are used for training Welds. a cooling jacket or double jacket to a simple

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor- chen oder mehrgängigen Schraube auf den Außenumriehumg der eingangs erwähnten Art dahingehend zu fang des Reaktors aufgewickeü werden, bringt zahlrei-The invention is based on the object of a pre-or multi-start screw being wound onto the outer circumference of the type mentioned at the beginning in order to catch the reactor, brings numerous

ehe Vorteile:before advantages:

— die gewickelten Halbrohr-Schrauben ermöglichen es, die Stärke der Reaktorwand zu -.erringern, da die Materialfestigkeit und Tragfähigkeil des gewikketten Halbrohrs die Festigkeit des zylindrischen Teils des Reaktors gegenüber Umfangsbeanspruchungen entsprechend erhöht;- The wound half-pipe screws make it possible to reduce the strength of the reactor wall, since the material strength and load-bearing capacity of the woven half-tube the strength of the cylindrical Part of the reactor increased accordingly with respect to circumferential loads;

— als Folge davon ist eine erhebliche Einsparung an Matenal und eine Verringerung der Gesamtmasse des Reaktors einschließlich Rückflußkühler erzielbar; - As a result, there is a considerable saving Matenal and a reduction in the total mass of the reactor including reflux condenser achievable;

— infolge der Verringerung der Stärke der Reaktorwand wird auch der Widerstand der Wand gegenüber dem Wärmeübergang entsprechend erniedrigt und die Wärmeübergangszahl um bis zu 10% erhöht, was wiederum eine kleinere Bauhöhe des Rückflußkühlers und eine wesentliche Erhöhung der Wärmebelastung pro Flächeneinheit ermöglicht; - as a result of the reduction in the thickness of the reactor wall, the resistance to the wall also increases the heat transfer is reduced accordingly and the heat transfer coefficient by up to 10% increased, which in turn results in a smaller overall height of the reflux condenser and a substantial increase the thermal load per unit area allows;

— die aus dem Halbrohr bestehende, an den Reaktormantel angeschweißte Schraube wirkt gleichzeitig als Rippung des z. B. zylindrischen Teils des Reaktors, was ebenfalls zur Verbesserung des Wärmeübergangs beiträgt;- The screw consisting of the half-tube and welded to the reactor jacket acts at the same time as the ribbing of the z. B. cylindrical part of the reactor, which also improves the heat transfer contributes;

— allgemein wird es durch die Verwendung eines an den Reaktormantel angeschweißten Doppelmantels aus Halbrohren möglich, die Wärmeübergangszahl im Kühlkreis außerordentlich zu erhöhen; - it becomes general through the use of a double jacket welded to the reactor jacket from half-tubes possible to increase the heat transfer coefficient in the cooling circuit extraordinarily;

— einen weiteren wesentlichen Vorteil stellt auch die Tatsache dar, daß zur Erzielung der optimalen Lineargeschwindigkeit des Kühlwassers im halbrohrförmigen Doppelmantel keine so große Wassermenge wie bei herkömmlichen Doppelmänteln erforderlich ist;- Another significant advantage is the fact that to achieve the optimal linear speed of the cooling water in the semi-tubular double jacket does not require such a large amount of water as with conventional double jackets is;

— durch die maximale Ausnutzung der Kühlwirkung des aus Halbrohren aufgebauten Doppelmantels wird außerdem auch das Risiko einer Überflutung und Verstopfung des Rückflußkühlers unter gleichzeitiger Vermeidung der damit verbundenen Schwierigkeiten verringert.- through the maximum utilization of the cooling effect of the double jacket made up of half-tubes there is also the risk of flooding and clogging of the reflux condenser with simultaneous Avoidance of the associated difficulties diminishes.

Der erfindungsgemäße Reaktor ist nicht auf den Einsatz für die Durchführung exothermer Reaktionen beschränkt, da er sich umgekehrt auch zur Durchführung endothermer Reaktionen in analoger Weise eignet, wobei dann der aus Halbrohren aufgebaute Doppelmantel entsprechend Heizfunktion übernimmt.The reactor according to the invention is not restricted to use for carrying out exothermic reactions, conversely, since it is also suitable for carrying out endothermic reactions in an analogous manner, with then the double jacket made up of half-tubes takes on the corresponding heating function.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims (1)

¹ 2 ¹ 2 verbessern, daß neben einem guten und gleichmäßigenimprove that next to a good and even Patentansprüche: Wärmeübergang, einer Verstärkung der Festigkeit undClaims: heat transfer, a strengthening of strength and Verbesserung der Spannungsaufnahme der WandungImprovement of the stress absorption of the wall l. Reaktor, insbesondere zur Durchführung von des Reaktionsgefäßes und einer problemlosen Schweißexothermen Reaktionen bei Großraumreaktoren 5 nsht auch noch eine variable Heiz- oder Kühlmöglichmit einem Doppelmantel, einer Mischeinrichtung keil durch Regulierung der Wärmemenge und eine Be- und einem Rücknußkühler, wobei der Doppelmantel aufschlagung einzelner Sektionen des Mantels mit veraus einem Halbrohr aufgebaut ist, das am Außen- schiedenen Temperaturen erreicht werden kann, mantel des Reaktors wendelförmig aufgewickelt so- Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptan-l. Reactor, in particular for carrying out the reaction vessel and problem-free welding exothermic reactions in large-capacity reactors 5 also needs a variable heating or cooling option with a double jacket, a mixing device wedge by regulating the amount of heat and a loading and a blowback cooler, with the double jacket opening up individual sections of the jacket with veraus a half-pipe that can be reached at the outer temperature, jacket of the reactor wound in a helical manner to solve this task, the main wie teilweise mit diesem und teilweise untereinander 10 Spruch angeführten Maßnahmen. Die Unteransprüche verschweißt ist,dadurchgekennzeichnet, kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.as in part with this and in part with each other 10 measures listed. The subclaims is welded, characterized, identify useful further training. Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Dop-The inventive design of the double - daß der Doppelmantel (2) als mehrgängige pelmantels eines Reaktionsgefäßes wird eine erhebliche Schraube ausgebildet ist. Verstärkung der Spannungsaufnahmefähigkeit des- That the double jacket (2) as a multi-pass pelmantels of a reaction vessel is a considerable Screw is formed. Reinforcement of the voltage absorption capacity of the - daß bei Zahlung der Schraubengänge in einer 15 Mantels erreichL Die Schweißnähte lassen sich in einfa-Richtung quer zur Wendelrichtung die Halb- eher Weise anbringen, es wird ein guter Wärmeüberrohre (9) der ungeraden Gänge an der Reaktor- gang erzielt und durch die mehrgängigen Schrauben-Außenwandung (7) selbst aufgeschweißt sind, windungen läßt sich eine große Variationsmöglichkeit während die Halbrohre (10) der geraden Gänge für Beheizung und Kühlung erreichen.- that when paying for the screw threads in a shell, the weld seams can be made in a single direction, transverse to the direction of the helix, in the half-way, a good heat pipe (9) of the uneven threads is achieved on the reactor thread and through the multiple threads Screw outer wall (7) itself are welded on, windings can be varied widely while the half-tubes (10) reach the straight aisles for heating and cooling. im Zwischenraum zwischen den Halbrohren (9) 20 Die einzelnen Halbrohrwendefn können entweder der ungeraden Gänge an den Seitenwandungen parallel oder hintereinander an eine oder mehrere Verder Halbrohre (9) der ungeraden Gänge ange- sorgungsleitungen für Heiz- oder insbesondere Kühlschweißt sind. medien angeschlossen werden.in the space between the half tubes (9) 20 The individual half tubes can either of the odd aisles on the side walls parallel or one behind the other to one or more Verder half-tubes (9) of the odd aisles, supply lines for heating or, in particular, cooling welding are welded. media can be connected.